[發(fā)明專利]用于運(yùn)行電氣的牽引驅(qū)動系統(tǒng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380033790.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104411531B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·芬克
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L11/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 鄭立柱,管志華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行電氣的驅(qū)動系統(tǒng)的方法，該驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)和具有多個蓄電池組的蓄電池。在這些蓄電池組中分別設(shè)置多個蓄電池模塊，它們分別在相應(yīng)的蓄電池組的輸出端子方面與正極或者負(fù)極選擇性地連接或者能夠在相應(yīng)的蓄電池組中進(jìn)行橋接，從而使得每個蓄電池組提供可調(diào)節(jié)的輸出電壓。此外，本發(fā)明涉及所屬的用于操控牽引驅(qū)動系統(tǒng)的裝置和相應(yīng)的蓄電池系統(tǒng)。再者，本發(fā)明涉及一種具有該蓄電池系統(tǒng)和/或具有依據(jù)本發(fā)明的裝置的車輛。

背景技術(shù)

由現(xiàn)有技術(shù)已知了一種蓄電池，其應(yīng)用于混合動力和電動車輛之中并且被描述為牽引蓄電池，因此，其被用于為電氣的驅(qū)動裝置饋電。

在圖1中示出了由現(xiàn)有技術(shù)已知的電氣的牽引驅(qū)動系統(tǒng)10的原理電路圖，例如在電動和混合動力車輛或者也在靜態(tài)的應(yīng)用諸如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片調(diào)節(jié)之中加以使用。蓄電池(牽引蓄電池)11連接至直流電壓中間電路，該直流電壓中間電路通過電容器60來緩沖。連接至該直流電壓中間電路的還有脈沖逆變器或者脈沖轉(zhuǎn)換器50，其分別經(jīng)由兩個可控的半導(dǎo)體閥51和兩個二極管52在三個輸出端處為電機(jī)70的運(yùn)行而提供相互相移的正弦電壓。為了簡化圖示在附圖中僅設(shè)置了一個半導(dǎo)體閥和一個二極管具有附圖標(biāo)記。電容器60的電容選擇為足夠大，以便在直流電壓中間電路之中以一個持續(xù)時間來穩(wěn)定電壓，在該持續(xù)時間之中可控的半導(dǎo)體閥51是導(dǎo)通的。在實(shí)際的應(yīng)用諸如電動車輛之中該電容需要mF范圍內(nèi)的高的容量。

作為電機(jī)(電動機(jī))70在此類的牽引驅(qū)動裝置10之中通常使用交流電機(jī)。通常來說，其中將涉及異步電機(jī)、磁勵同步電機(jī)或者它勵同步電機(jī)。為了給電機(jī)70饋電通常使用脈沖轉(zhuǎn)換器50，其在電動和混合動力車輛之中在牽引領(lǐng)域通常以半導(dǎo)體開關(guān)51來實(shí)施，它們被構(gòu)造為具有絕緣柵極的雙極型晶體管(IGBT)。

在圖1中加以示出的蓄電池11包括蓄電池組12，在該蓄電池組之中串聯(lián)連接以及可選地附加地并聯(lián)連接有多個蓄電池單元21，以便達(dá)到針對相應(yīng)的應(yīng)用的期望的高的輸出電壓和蓄電池容量，其中，為了簡化圖示，在附圖中僅僅設(shè)置了一個具有附圖標(biāo)記的蓄電池單元。在該蓄電池單元21的正極和正的蓄電池端子22之間連接有充電和分離裝置30。可選地能夠附加地在該蓄電池單元的負(fù)極和負(fù)的蓄電池端子23之間連接有一個分離裝置40。

該分離和充電裝置30和分離裝置40分別包括接觸器31或41，該接觸器被設(shè)置用于將蓄電池單元21從蓄電池端子22、23分離以便無電壓地開關(guān)該蓄電池端子22、23。否則，緣于串聯(lián)連接的蓄電池單元21的高的直流電壓的緣故，將會給維護(hù)人員或者其他人員帶來顯著的危險可能性。附加地，在該充電和分離裝置30之中設(shè)置充電接觸器32，其具有串聯(lián)連接至該充電接觸器32的充電電阻33。在此，首先斷開該接觸器31并且僅閉合充電接觸器32。如果在正的蓄電池端子22處的電壓達(dá)到了蓄電池單元21的電壓，那么該接觸器31能夠閉合并且在必要時斷開充電接觸器32。接觸器31、41和充電接觸器32并非未顯著地提高蓄電池11的成本，因?yàn)閷τ谄淇煽啃院痛善鋫鬏數(shù)碾娏魈岢隽溯^高的要求。

如果在此類的牽引驅(qū)動裝置的牽引蓄電池中出現(xiàn)了技術(shù)上的問題，該問題要么直接導(dǎo)致蓄電池單元的故障要么在該蓄電池的后續(xù)運(yùn)行中導(dǎo)致蓄電池的安全性相關(guān)的不安全狀態(tài)，那么該蓄電池將由蓄電池管理系統(tǒng)引入安全的狀態(tài)。該狀態(tài)將依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在鋰離子蓄電池系統(tǒng)之中通過將該蓄電池通過斷開充電和分離裝置的接觸器從直流電壓中間電路分離來實(shí)現(xiàn)。

牽引驅(qū)動裝置的管理系統(tǒng)然后必須正確對待這樣的情形，即該蓄電池不再提供為儲能器。其中，與該電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)地通過該管理系統(tǒng)基本上僅能達(dá)到不會導(dǎo)致對于脈沖逆變器或者逆變器的毀壞。逆變器的毀壞能夠例如通過該直流電壓中間電路的不被允許的強(qiáng)的電壓上升而引起。因此，該管理系統(tǒng)能夠不再考慮行駛動態(tài)性重要的牽引驅(qū)動裝置的特性或者能夠由于蓄電池的分離而在理論上完全不再調(diào)節(jié)該牽引驅(qū)動裝置的行駛動態(tài)性有意義的特性。

由此帶來的后果便是該牽引驅(qū)動裝置由于行駛動態(tài)性的視點(diǎn)而輸出不期望的或者不被允許的轉(zhuǎn)矩，尤其是突然出現(xiàn)的非常大的負(fù)的轉(zhuǎn)矩。這必須然后通過附加的措施例如通過機(jī)械的空載來在車輛的此類的牽引驅(qū)動裝置的整體構(gòu)思中加以控制。這樣的附加措施通常是價格高昂的并且是極不期望的，因?yàn)檫@僅在蓄電池中的技術(shù)上的故障的情況下是必須的并且因此通常情況下并不加以使用。